全球高純石英原料礦床分布于美國、挪威、澳大利亞、俄羅斯、毛里塔尼亞、中國、加拿大等7個(gè)國家。除中國外,共有14處礦床,其中,有生產(chǎn)礦山的7處,尚未開(kāi)采生產(chǎn)的7處。美國斯普魯斯派恩礦原料資源規模最大,超1000萬(wàn)噸,其次是澳大利亞的礦。優(yōu)質(zhì)礦石多產(chǎn)于太古宙一元古宙黑云母片麻巖、花崗片麻巖、片巖等古老變質(zhì)巖系巾,受古生代一巾生代花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)控制,經(jīng)歷了長(cháng)期而緩慢的變質(zhì)過(guò)程。
通過(guò)對美國矽比科公司、挪威TQC公司以及俄羅斯石英公司的高純石英原料礦床的地質(zhì)條件進(jìn)行對比分析發(fā)現,它們成礦地質(zhì)背景具有一些共性的特點(diǎn):它們均產(chǎn)在造山帶中,且大部分高純石英原料礦床所處的地質(zhì)環(huán)境為變質(zhì)條件。比如,矽比科公司和TQC公司的主要高純石英原料礦床就產(chǎn)在阿樂(lè )漢尼綠片巖中,俄羅斯石英公司的Kyshtym175號脈也產(chǎn)在烏拉爾山脈的變質(zhì)巖中。從我國目前已開(kāi)展的高純石英原料地質(zhì)調查工作來(lái)看,我國也有與此類(lèi)似的成礦地質(zhì)環(huán)境,秦嶺—大別—蘇魯造山帶是其中最具潛力的造山帶。
就我國而言,湖北蘄春、江蘇東海、安徽旌德和太湖等地的優(yōu)質(zhì)熱液脈石英可能具有高純石英原料的潛力。以湖北蘄春為例,靈虬山脈石英礦位于蘄春縣西北約20km的橫車(chē)鎮,為熱液脈石英型,由硅質(zhì)熱液侵入太古宙大別山群紅安組的黑云母斜長(cháng)片麻巖、花崗片麻巖和角閃巖而形成。湖北省于1971~1973年對礦床進(jìn)行勘探,發(fā)現6條脈石英礦體,共提交脈石英儲量387.4萬(wàn)噸。分析結果表明,礦石幾乎全是石英組成。晶體粒徑1~2mm,含微量黃鐵礦、白云母、絹云母、綠泥石、輝鉬礦等。礦石SiO2純度>99.35%,A12O3<0.22%,Fe2O3<0.02%。目前,湖北省蘄春縣靈虬山石英礦持有礦床的采礦權,露天開(kāi)采,其設計礦山規模為年采1.5萬(wàn)噸礦石。
綜合分析全球高純石英原料礦的資源分布特征和開(kāi)發(fā)現狀,可以得出以下結論:
(1)高純石英原料及其產(chǎn)品的供應格局將發(fā)生深刻變化
目前,雖然美國斯普魯斯派恩礦擁有獨特的白崗巖型高純石英原料礦,提供全球90%的高純石英砂,但近年來(lái)各國加大勘查找礦力度,已發(fā)現10多處可用作高純石英原料的礦床,生產(chǎn)99.9%~99.999%的低一中檔高純石英砂,未來(lái)有望逐漸打破斯普魯斯派恩礦在高純石英砂產(chǎn)業(yè)的壟斷格局;我國也在加大堪稱(chēng)礦山力度,不排除未來(lái)會(huì )使用一定的國產(chǎn)礦石用于高純石英砂進(jìn)行提純加工。
(2)高純石英原料礦石類(lèi)型多樣,具有獨特的成礦背景
高純石英原料的礦石類(lèi)型非常廣泛,既有熱液脈石英、白崗巖、偉晶巖型,也有花崗閃長(cháng)巖的風(fēng)化殘積型礦石,更有長(cháng)石云母礦尾礦、高嶺土尾礦、金礦尾礦等尾礦型礦石。雖然礦石類(lèi)型多樣,但大部分高純石英礦產(chǎn)于太古宙一元古宙黑云母片麻巖、花崗片麻巖、片巖等古老變質(zhì)巖系中,受古生代一中生代花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)控制,經(jīng)歷了長(cháng)期而緩慢的變質(zhì)過(guò)程,形成質(zhì)量?jì)?yōu)異的高純石英。
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